30.Силы трения при работе шсн

1. Силы механического трения штанг и труб Ртр м. Сила тре­ния направлена вдоль поверхности соприк-я в сторону, противоп-ю движению, и равна произведению коэф-а трения на силу нормального давления, которая прижимает тело к опоре. Тогда с учетом действующей на штанги статиче­ской нагрузки при ходе вверх и вниз можно записать:

где 3 — средний зенитный угол отклонения ствола скважины от вертикали (угол искривления скважины); Сш—коэффициент трения штанг о трубы, принимаемый значения в зависимости от вязкости и обводненности нефти в пределах 0,1—0,7 (обычно 0,15—0,25). Эта сила распределена по длине штанг и труб. 2. Сила трения плунжера о стенки цилиндра насоса Ртрпл. По эмпирическим формулам В. И. Сер­дюка в зав-и от диаметра плунжера и зазора между плунжером и цилиндром. Она прин-я равной для всей длины хода (трения покоя и скольжения), одинаковой для хода вверх и вниз, может достигать 2—3 кН. При наличии песка в от­качиваемой жидкости, отложений парафино-смолистых веществ в зазоре плунжерной пары сила Ртрпл сущ-но увел-ся, а по мере износа насоса (увел-я зазора) умен-я. Эта сила сосредоточена у плунжера. 3. Сила гидродинамического трения штанг в жидкости Ртр г. Она обусл-а потерями Р на трение за счет от­н-о движения штанг и жидкости.

где Артр — потери давления на трение, опр-е прибли­женно по формуле Дарен — Вейсбаха, в кот в качестве диа­метра прин-я диаметр штанг, а коэф-т гидравл-о сопр-я выч-ся в зав-и от критерия Рейнольдса Сила Ртр г при ходе вверх знач-о меньше, чем при ходе вниз. При ходе штанг вниз сила трения Ртр г направлена вверх, т. е. под­держивает штанги. При ходе штанг вверх она направлена вниз, если F<F^, или вверх, если F>Fтp, где Fтp—площадь проход­ного сечения труб. Сила Ртр г также распределена по длине. Обычно эта сила не превышает 5 % от веса штанг.Сила гидродин-о трения больших значений может достигать в скважинах, дающих высоковязкую жидкость. 4. Сила гидравл-о сопр-я в нагнет-м клапане Ркл.н. Она обусловлена перепадом Р Pкл.н, возник-м при движении добываемой жидкости через нагне­т-е клапаны насоса,

где Pкл н определяется аналогично Pкл в по формуле (9.27). Сила Ркл н сосредоточена у плунжера.5. Сила трения, обусловленная гидравлическими сопротивле­ниями при движении жидкости в трубах, Ртр т. Она увеличи­вает давление жидкости на плунжер и равна произведению по­терь Р на трение в трубах и площади сечения плунжера. Эта сила сосредоточена у плунжера. Ее можно принимать рав­ной при ходе штанг вверх и вниз.Таким образом, силы трения дествуют в направлении, про­тивоп-м напр-ю движения штанг, и при ходе штанг вверх увеличивают нагрузку в точке подвеса штанг, а при ходе вниз—уменьшают ее соответственно на величины:Ртр (в) == Ртр и (в) + Ртр пл + Ртр г (в) + Ртр т', Ртр(н) = Ртрм(н)+ Ртрпл ± Ртрг(н) +Ртрт+Ркл н (9.35)